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Item 富含高度糖化終產物之飲食對小鼠良性攝護腺增生之影響(2023) 林姿言; Lin, Tzu-Yen良性攝護腺增生 (benign prostatic hyperplasia, BPH)又稱為攝護腺肥大，為伴隨男性老化常見之下泌尿道疾病。不健康的飲食型態所衍生的代謝症候群 (metabolic syndrome)亦可能是BPH的致病因子。食物於高溫烹調或加工過程中容易因梅納反應 (Maillard reaction)衍生出一系列複雜的高度糖化終產物 (advanced glycation end product, AGE)。AGE具有不易被生理代謝，容易累積於體內的特性；AGE與receptor for AGE (RAGE)結合後可活化NF-κB引發生物體氧化壓力與發炎反應。本研究之目的在於探討攝取高AGE飲食，是否與促進BPH有關。實驗使用雄性ICR小鼠48隻，隨機分成6組：(1) 控制組 (control, standard diet)；(2) 高AGE組 (H-AGE diet)；(3) H-AGE + BPH治療藥物組 (finasteride, 5 reductase inhibitor)；(4) H-AGE + 抗發炎藥物組 (celecoxib, COX-2 inhibitor)；(5) H-AGE + AGE抑制劑組 (ALT-711, AGE inhibitor)；(6) H-AGE + 抗氧化劑組 (vitamin E)。實驗期間，每週定期紀錄小鼠體重、攝食和飲水量變化，並以核磁造影技術 (magnet resonance imaging, MRI)追蹤小鼠之攝護腺體積變化。攝護腺組織病理結構以hematoxylin-eosin staining 評估；細胞增生、氧化壓力、發炎反應與AGE-RAGE-NF-κB等指標分子之蛋白質表現利用immunohistochemistry staining分析。收集血清分析睪固酮 (testosterone)、二氫睪固酮 (dihydrotestosterone, DHT)、螢光AGE及malondialdehyde (MDA)濃度。結果顯示，H-AGE組之攝護腺指數顯著高於控制組1.2–1.5倍 (p< 0.05)，組織型態上可見攝護腺上皮層厚度與Ki67表現增加的現象。長期攝取H-AGE diet小鼠，可造成CML、CEL、MG-H1等AGE累積於攝護腺組織中，並伴隨RAGE與NF-κB之蛋白質表現增加。此外，H-AGE組攝護腺組織之IL-1𝞫、TNF-𝞪、cyclooxygenase-2、8-hydroxy-2-deoxyguanosine蛋白質表現皆顯著高於控制組 (p < 0.05)，而介入ALT-711後，可顯著改善H-AGE所造成之BPH與氧化壓力及發炎反應。綜合上述，AGE可能為造成BPH的飲食因子，且其作用機轉可能與長期攝取AGE促進攝護腺組織之氧化壓力及發炎反應有關。Item 藍光暴露時間和強度對小鼠視網膜之光毒性效應(2022) 簡品婷; Chien, Pin-Ting根據DIGITAL 2022–Global Overview報告顯示，全球每人每日有將近7小時使用智慧型手機、平板以及電腦等電子設備連接網路的時間，此意昧著扣除睡眠，人眼有超過40%的清醒時間暴露於藍光 (blue light, BL)的環境中。BL因波長短能量高能穿透眼球直達視網膜，藉由刺激活性氧物質 (reactive oxygen species, ROS)生成，造成視網膜組織之光化學毒性 (photochemical toxicity)與相關眼病變。本研究之目的在於探討BL之照射強度與暴露時間對生物體之視網膜損傷效應，實驗選用9週齡雄性ICR小鼠，分別探討短期高強度BL (short-term high-intensity BL)與長期低強度BL (long-term low-intensity BL)照射模式對於視網膜之影響。以hematoxylin and eosin (H&E) staining分析視網膜組織型態之病理變化；以免疫組織化學染色 (immunohistochemistry, IHC)分析視紫質 (rhodopsin)、8-羥基去氧鳥苷 (8-OHdG)、介白素1β (interleukin-1β, IL-1β)、cleaved caspase-3及膠質纖維酸性蛋白 (glial fibrillary acidic protein, GFAP)表現；以視網膜電位圖 (electroretinogram, ERG)評估感光細胞功能。結果顯示，實驗小鼠每日經BL LED (465 ± 10 nm, 5000 lux)照射6小時連續5日，其視網膜外核層 (outer nuclear layer, ONL)、感光細胞內外節 (inner segment/ outer segment, IS/OS)及內核層 (inner nuclear layer, INL)之組織型態與未照射BL組比較無顯著差異 (p < 0.05)；眼底鏡 (fundus photography)與眼底螢光血管攝影 (fluorescein angiography)亦無出現血管滲漏、血管增生與黃斑部病變之現象。我們另模擬日常環境BL照度，將實驗小鼠暴露於108 lux (44.8 µW/cm2)之BL LED，進行為期4–28週，每日6小時之長期低強度模式照射。實驗小鼠經低照度BL照射4週可導致ONL細胞核數減少30%；照射至第8週造成ONL平均厚度變薄，且伴隨rhodopsin表現下降30%與8-OHdG表現增加4.7倍，此顯示暴露於低照度BL環境中4–8週，視網膜感光細胞可因BL誘發之氧化壓力開始產生損傷效應。連續照射12週之小鼠其IS/OS層厚度開始減少，同時可見氧化壓力指標8-OHdG相較於之前時間點，其表現大幅提升約2.5倍；同時cleaved caspase-3與GFAP表現上升，顯示感光與神經細胞凋亡以及Müller細胞活化的現象。上述各項分析指標均隨BL暴露時間呈漸進式上升的現象，在藍光連續照射20及28週時達到最顯著之損傷效應。然而促發炎細胞激素IL-1β之表現與未照射BL組比較，於各個時間點並無顯著差異 (p> 0.05)。綜合上述，相較於短期高強度之BL照射，持續性的暴露於低強度BL更可能是導致視網膜損傷的危險因子。本研究模擬生活環境之低照度BL照射條件，嘗試建立更接近生活環境之藍光動物試驗平台，期望能作為日後開發抗藍光護眼保健食品之參考。Item 長期高果糖高脂飲食促進小鼠視網膜對藍光損傷之敏感性(2023) 高孟暐; Kao, Meng-Wei藍光 (blue light, BL)因波長短能量高，易引發眼球之活性氧物質 (reactive oxygen substrate, ROS)生成，造成視網膜組織光化學性損傷 (photochemical damage)。我們過去的研究證實，若小鼠暴露趨近日常環境的藍光強度八週後，會造成感光細胞核數與outer nuclear layer (ONL)厚度下降等損傷。有鑑於飲食因子亦可能不利於眼球健康，且飲食型態對於光化學性損傷之交互作用目前仍較少文獻可循，因此本研究擬探討高果糖高脂 (high-fructose and high-fat, HFHF)飲食對於BL誘發視網膜損傷之影響。雄性ICR小鼠，將其隨機分成三組：(1) 控制組 (Control group, Ctrl)；(2) 藍光照射組 (BL group)，與 (3) 藍光照射合併高果糖高脂飲食組 (BL + HFHF group)。試驗動物於給予HFHF diet四十週後另接受為期八週每日六小時之低強度藍光 (37.7 lux, 0.8 μW)照射。結果顯示HFHF diet可造成小鼠胰島素阻抗及血清total triglyceride (TG)、total cholesterol (TC)、malonaldehyde (MDA)及螢光性advanced glycated end products (AGEs)上升的現象。Hematoxylin& eosin (H&E) staining分析證實，長期攝取HFHF diet會加劇BL對於視網膜組織之病理型態改變，其感光細胞核數與outer nuclear layer (ONL)及inner segment/outer segment (IS/OS)厚度皆顯著低於BL組 (p ＜ 0.05)。Immunofluorescence staining (IF)顯示，與控制組比較，BL照射可顯著造成視網膜組織rhodopsin表現下降與glial fibrillary acidic protein (GFAP)、8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG)表現上升並同時增加nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2)與super oxide dismutase1 (SOD1)抗氧化相關蛋白及凋亡指標terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) (p ＜ 0.05)，而HFHF diet可顯著加劇上述BL之負面作用並顯著提升抗氧化蛋白Nrf2、SOD1與catalase之表現量，並促進發炎激素interleukin-1β (IL-1β)及tumor necrosis factor-α (TNF-α)於視網膜內表現量，並造成血視網膜屏障滲漏 (blood retinal barrier leakage) (p ＜ 0.05)。同時，給予HFHF diet之動物視網膜內有高度糖化終產物 (advanced glycated end products, AGE)指標物如Nε-(1-carboxyethyl)lysine (CEL)與Nδ-(5-Methyl-4-imidazolon-2-yl)-L-ornithine (MG-H1)累積，其活化receptor for AGE (RAGE)並促進發炎小體 (inflammasome)之形成，以及視網膜細胞凋亡蛋白caspase-3及晚期凋亡指標TUNEL表現量增加 (p ＜ 0.05)。綜合上述，本研究證實，HFHF diet可加劇藍光造成之視網膜損傷，不健康的飲食型態可能為不利於眼球健康的負面因子，有待進一步的臨床研究探討。Item 長期給予甲基乙二醛誘導 C57BL/6 小鼠視網膜損傷(2023) 胡睿安; HWU, JUI-AN甲基乙二醛 (methylglyoxal, MGO)屬活性雙羰基化合物 (reactive dicarbonyl species, RCS)，為高度糖化終產物 (advanced glycation end products, AGEs)之前驅物，在體外可從日常飲食中獲得；在體內可經由糖解作用產生或透過視覺循環之副產物經代謝後生成。糖尿病患者長期處於高血糖狀態，其血液之MGO濃度顯著高於健康常人。已知MGO會促進AGEs生成，並活化AGE-RAGE signaling pathway，造成生物體氧化壓力與發炎反應，因此被認為可能是造成糖尿病視網膜病變的致病因子之一。據於此，本研究目的在於探討小鼠長期暴露於含MGO的飲食環境中，對於其視網膜是否會造成損傷效應。實驗選用七週齡C57BL/6雄性小鼠 (n = 24)，隨機分成健康控制組 (control group)、MGO組 (飲水中含1% MGO)，以及MGO + ALT-711組 (1 mg/kg body weight)，進行為期四十週的實驗。以hematoxylin and eosin (H&E) staining評估視網膜之組織病理變化；以免疫螢光染色 (immunofluorescence staining, IF)分析視網膜感光細胞、神經細胞活化、氧化壓力、發炎反應與AGE/RAGE等相關指標物的表現。結果顯示，長期給予MGO會降低小鼠視網膜組織外核層 (outer nuclear layer, ONL)、感光細胞內外段 (inner segment/outer segment, IS/OS)與內核層 (inner nuclear layer, INL)之厚度，並降低感光細胞之細胞核數，同時伴隨著視紫質 (rhodopsin)表現降低與膠質纖維酸性蛋白 (glial fibrillary acidic protein, GFAP)表現上升的現象。氧化壓力指標8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG)、促發炎細胞激素介白素1β (interleukin-1β, IL-1β )與腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor-α, TNF-α)於視網膜組織之表現，與控制組比較亦可見顯著上升的現象 (p < 0.05)；同時MGO主要代謝酵素乙二醛酶1 (glyoxalase-1, Glo-1)相較於控制組具有顯著降低的現象 (p< 0.05)。相反地，介入AGE抑制劑ALT-711後可減輕上述之負面效應。值得注意的是，MGO組之小鼠可見其視網膜組織有明顯Nδ -(5-hydro-5-methyl-4-imidazolon-2-yl)ornithine (MG-H1)累積與RAGE活化的現象。綜合上述， MGO可能經由促進AGEs生成與RAGE表現，造成視網膜組織之氧化壓力及發炎反應，進而導致感光細胞損傷與Müller神經細胞活化。本研究結果指出MGO對於視網膜健康之可能負面效應，並提出MGO在糖尿病視網膜病變過程中的可能損傷機制，建議日常膳食中應避免攝取含高MGO之食物。